本研究拟从分子水平探讨苏云金素生物合成基因簇的结构、功能和遗传机理,从根本上揭示苏云金素合成途径。拟将克隆载体pCBMB-F7E转入出发菌株CT43中,控制培养条件使此载体上经改造的转座子Tn4430以单拷贝形式随机插入CT43基因组DNA上,同时消除载体,造成插入失活,在产生的系列突变子中筛选失去产苏云金素功能的突变子。利用插入基因组DNA片段红霉素抗性及大肠杆菌复制子的特性,克隆转座子插入位点
苏云金素是由某些苏云金芽胞杆菌产生的小分子量杀虫活性物质(701kDa),属于核苷类抗生素,具有广谱性、低毒性、热稳定性好、降解慢等特点。本研究首次克隆得到了完整的苏云金素合成基因簇并推导了苏云金素合成途径。本研究首先将苏云金素合成基因簇定位在苏云金素高产菌株CT43中分子量112kb的野生型大质粒pBMB0547上。进一步通过建立基因组文库,以pBMB0547上存在的晶体蛋白基因CryIB基因为探针,克隆得到大质粒pBMB0547并进行了全序列测定。本研究还同时将大质粒pBMB0547进行亚克隆,转入不产苏云金素的苏云金芽胞杆菌宿主菌。通过HPLC检测实验,筛选到一个能产苏云金素的重组菌株。此重组菌株所含的外源片段全长25kb,包含10个基因,通过BLAST分析,初步确定了以上10个基因的功能。根据苏云金素化学结构式,KEGG数据库以及以上基因的功能推导了苏云金素的合成途径。本研究小组的研究成果能为苏云金素的开发应用奠定坚实的理论和技术基础,能在国家发展安全农药、绿色农业和环境保护等方面取得较大经济效益和社会效益。